Aktiviteten af næsten enhver varmemotor er baseret på sådan et termodynamisk fænomen som det arbejde, som en gas udfører under ekspansion eller kompression. Her er det værd at huske på, at i fysik forstås arbejde som et kvantitativt mål, der kendetegner virkningen af en bestemt kraft på et legeme. I overensstemmelse hermed er en gass arbejde, hvis nødvendige betingelse er en ændring i dens volumen, ikke andet end produktet af trykket og denne ændring i volumen.
En gass arbejde med en ændring i dens volumen kan være både isobarisk og isotermisk. Derudover kan selve udvidelsesprocessen også være vilkårlig. Arbejdet udført af en gas under isobarisk ekspansion kan findes ved hjælp af følgende formel:
A=pΔV, hvor p er en kvantitativ karakteristik af gastryk, og ΔV er forskellen mellem det indledende og endelige volumen.
Processen med vilkårlig gasudvidelse i fysik er norm alt repræsenteret som en sekvens af separate isobariske og isochoriske processer. Sidstnævnte er kendetegnet ved, at gassens arbejde såvel som dens kvantitative indikatorer er lig med nul, fordi stemplet ikke bevæger sig i cylinderen. Påunder sådanne forhold viser det sig, at gassens arbejde i en vilkårlig proces vil ændre sig i direkte forhold til stigningen i volumenet af det fartøj, som stemplet bevæger sig i.
Hvis vi sammenligner arbejdet udført af en gas under ekspansion og kompression, så kan det bemærkes, at under ekspansion falder retningen af stempelforskydningsvektoren sammen med vektoren for trykkraften af denne gas selv, derfor, i skalarregning er gassens arbejde positivt, og eksterne kræfter er negative. Når gas komprimeres, falder vektoren af eksterne kræfter allerede sammen med cylinderens generelle bevægelsesretning, så deres arbejde er positivt, og gassens arbejde er negativt.
Overvejelse af begrebet "arbejde udført af en gas" vil være ufuldstændigt, hvis vi ikke også berører adiabatiske processer. I termodynamik forstås et sådant fænomen som en proces, hvor der ikke er varmeudveksling med nogen ydre legemer.
Dette er f.eks. muligt i det tilfælde, hvor en beholder med et arbejdsstempel er forsynet med god varmeisolering. Derudover kan processerne med kompression eller ekspansion af en gas sidestilles med adiabatisk, hvis ændringstidspunktet i gassens volumen er meget mindre end det tidsinterval, hvori der opstår termisk ligevægt mellem de omgivende legemer og gassen.
Den mest almindelige adiabatiske proces i hverdagen kan betragtes som et stempels arbejde i en forbrændingsmotor. Essensen af denne proces er som følger: som det er kendt fra termodynamikkens første lov, ændringen i gassens indre energivil kvantitativt være lig med kræfternes arbejde rettet udefra. Dette arbejde er positivt i sin retning, og derfor vil gassens indre energi stige, og dens temperatur vil stige. Under sådanne begyndelsesbetingelser er det klart, at under adiabatisk ekspansion vil gassens arbejde forekomme på grund af henholdsvis et fald i dens indre energi, temperaturen i denne proces vil falde.
